MOS管知识-MOS管参数（极限参数与静态参数）及作用解析

本文主要分析MOS管参数，讲=MOS管即金属氧化物半导体场应管，是电路设计中常用的功率开关器件，为压控器件；MOS管有三个电极：

栅极G：

MOS管的控制端，全名为：GATE，在G端加入高低电平即可控制MOS管的开断。对于NMOS管而言，要求Vgs>0时，MOS管导通，否则MOS管关断；PMOS管，反之。

源极S：

全名为：Source，简称S。对于NMOS管来说，S是流出端，对于PMOS管来说，S是流入端。

漏极D：

全名为：Drain，简称D。对于NMOS管来说，D是流入端，对于PMOS管来说，D是流出端。

NMOS管的特性：Vgs大于一定的值就会导通，适用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到一定电压就可以了；

PMOS管的特性：Vgs小于一定的值就会导通，适用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。

作用是：加在输入端G（栅极）电压，来控制D（漏极）输出端电流。

导通特性：作为开关，相当于开关闭合。

MOS管参数

MOS管重要参数（极限参数与静态参数）如下详解：

（一）极限参数

ID：最大漏源电流（最大连续电流）。是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过 ID 。此参数会随结温度的上升而有所衰减。

IDM：最大脉冲漏源电流（所能承受瞬间最大电流）。此参数会随结温度的上升而有所减额。

PD：最大耗散功率。是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于 PDSM 并留有一定余量。此参数一般会随结温度的上升而有所衰减。

BVDSS :漏源雪崩电压.

特性：测量BVDSS就是功率MOSFET的D、S加电压时，从原理上相当于内部的寄生二极管工作在反向特性区测量BVDSS就是功率MOSFET的D、S加电压时，从原理上相当于内部的寄生二极管工作在反向特性区。

当测试的IDSS值越大，所得到的BVDSS电压值越高。因此使用不同的测试标准时，实际的性能会有较大的差异，当改用更大的测试电流的时候，所得到的名义电压更高，也就是采用不同的测量规范。

(1)功率MOSFET数据表中漏源击穿电压BVDSS的定义具有条件，不同的测试条件下，得到的名义耐压不一样，使用的漏电流越大，测量得到的名义耐压越高。

(2)功率MOSFET的BVDSS具有正温度系数高，其原因在于温度越高，载流子运动的平均自由程减小。温度越高，BVDSS增加并不能表明其安全性增加，功率MOSFET的安全性最终由其温度来决定。

VGS：最大栅源电压：指g和s之耐压值,一般为±20V（需查看MOS管的规定值，如果电压高于规定值，会存在Ids电流失控烧坏情况）.是栅极相对于源极的电压（栅极和源极之间的电压降） ，该电压决定了MOS管处于什么状态？确定晶体管的工作状态：导通/截止，或者弱反/强反/速度饱和等。

Tj：最大工作结温。通常为150℃或175℃ ，器件设计的工作条件下须确应避免超过这个温度，并留有一定裕量。

TSTG ：存储温度范围。

（二）静态参数

V(BR)DSS：漏源击穿电压。（D端-S端所能承受电压值，受制于内藏二极管的耐压，条件：VGS=0，ID=250uA时，与温度成正比）。是指栅源电压 VGS 为 0 时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于 V(BR)DSS 。它具有正温度特性，故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。△ V(BR)DSS/ △ Tj ：漏源击穿电压的温度系数,一般为0.1V/ ℃。

RDS(on) ：在特定的 VGS (一般为 10V,4.5V,2.5V )、结温及漏极电流的条件下，MOSFET 导通时漏源间的最大阻抗。（量测方法：GS给电压，DS端给电流ID，量测VDS与ID，通过欧姆定律算出电阻：内阻）。它是一个非常重要的参数，决定了 MOSFET 导通时的DC消耗功率。此参数一般会随结温度的上升而有所增大。故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。

VGS(th) ：开启电压(阀值电压)。栅极阈值电压是为使MOSFET导通，栅极与源极间必需的电压。也就是说，VGS如果是阈值以上的电压，则MOSFET导通。当外加栅极控制电压VGS超过VGS(th)时，漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。应用中，常将漏极短接条件下ID等于1毫安时的栅极电压称为开启电压。此参数一般会随着温度的上升而有所降低。

温度特性可以看出VGS(th)随着温度的升高有下降趋势。这表明当温度上升时，VGS(th)变低，就是更低的VGS流过更多的ID。当然，也就是说，这与ID-VGS的温度特性一致。另外，VGS(th)可用于推算Tj。VGS(th)的温度特性中有直线性，因此可除以系数，根据VGS(th)的变化量计算温度上升。

VFSD：内嵌二极管的正向导通压降，VFSD=VS-VD。（测量方法：1.VGS=0V时，量测压降；2.G脚Open时，量测压降；）。

IDSS：指饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压VGS=0时的漏源电流，DS漏电流。（定义：当栅、源极之间的电压等于零，而漏、源极之间的电压大于夹断电压时，对应的漏极电流。）

方法：栅极电压 VGS=0 、 VDS 为一定值时的漏源电流。一般在纳安级。

IGSS：指栅漏电（GS漏电流），测量的时候通常其他电极都是接地的，只在栅上加一个特定的电压，这个值越小越好，越小代表栅氧的质量越好。由于 MOSFET 输入阻抗很大，IGSS 一般在纳安级。

MOS管的作用

1.可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。

2.很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。

3.可以用作可变电阻。

4.可以方便地用作恒流源。

5.可以用作电子开关。

6.在电路设计上的灵活性大。栅偏压可正可负可零，三极管只能在正向偏置下工作，电子管只能在负偏压下工作。另外输入阻抗高，可以减轻信号源负载，易于跟前级匹配。

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